DE102013220407B4 - Method and device for operating an injection valve - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils (1) umfassend einen elektromagnetischen Aktuator (15) und eine von diesem angetriebene Ventilnadel (10), die in einer Schließposition ein Zumessen von Fluid unterbindet und außerhalb der Schließposition ein Zumessen von Fluid freigibt und eine Rückstellfeder (30), die mit der Ventilnadel (10) gekoppelt ist und eine Federkraft auf die Ventilnadel (10) überträgt, wobei der elektromagnetische Aktuator (15) eine Spule (17), einen axial bewegbaren und mit der Ventilnadel (10) koppelbaren Anker (20) und einen Polkörper (23) umfasst, der fest mit einem Gehäuse (3) des Einspritzventils (1) gekoppelt ist, bei dem für einen Ansteuervorgang für das Zumessen von Fluid- der elektromagnetische Aktuator (15) mit einem in einem Vergleich zu dem restlichen Ansteuervorgang erhöhten Spannungswert (U_B) beaufschlagt wird, bis ein vorgegebener maximaler Stromwert (I_MAX) erreicht ist,- an den elektromagnetische Aktuator (15) nach Erreichen eines vorgegebenen erwarteten Öffnungszeitpunkts, in dem die Ventilnadel (10) voraussichtlich ihre Schließposition verlässt, ein vorgegebener Spannungsverlauf (U_V) angelegt wird, bis zum Erreichen eines vorgegebenen erwarteten Öffnungspositionszeitpunkts (OPZ), in dem die Ventilnadel (10) voraussichtlich eine vorgegebene Öffnungsposition erreicht,- ein detektierter Öffnungspositionszeitpunkt (OPZI) ermittelt wird, in dem die Ventilnadel (10) die vorgegebene Öffnungsposition erreicht,- abhängig von dem detektierten Öffnungspositionszeitpunkt (OPZI) der vorgegebene Spannungsverlauf (U_V) für einen weiteren Ansteuervorgang angepasst wird- wobei der vorgegebene Spannungsverlauf (U_V) derart vorgegeben ist, dass der vorgegebene Spannungsverlauf (U_V) dazu beiträgt, dass eine Magnetkraft auf die Ventilnadel (10) übertragen wird, die entgegen der Federkraft gerichtet ist und deren Betrag in etwa dem Betrag der Federkraft entspricht, indem der mittels des vorgegebenen Spannungsverlaufs eingestellte Strom proportional zu einer Verkleinerung des Abstands zwischen dem Anker (20) und dem Polkörper (23) gesenkt wird.Method for operating an injection valve (1) comprising an electromagnetic actuator (15) and a valve needle (10) driven by this, which in a closed position prevents metering of fluid and releases metering of fluid outside the closed position and a restoring spring (30), which is coupled to the valve needle (10) and transmits a spring force to the valve needle (10), the electromagnetic actuator (15) having a coil (17), an axially movable armature (20) which can be coupled to the valve needle (10) and a Pole body (23) which is rigidly coupled to a housing (3) of the injection valve (1), in which for a control process for metering fluid the electromagnetic actuator (15) with an increased voltage value in comparison to the rest of the control process (U_B) is applied until a predetermined maximum current value (I_MAX) is reached, - to the electromagnetic actuator (15) after reaching a predetermined e rexpected opening time, at which the valve needle (10) is expected to leave its closed position, a predetermined voltage curve (U_V) is applied until a predetermined expected opening position time (OPZ) is reached, at which the valve needle (10) is expected to reach a predetermined opening position, - a detected opening position time (OPZI) is determined, in which the valve needle (10) reaches the specified opening position, - depending on the detected opening position time (OPZI) the specified voltage curve (U_V) for a further control process is adjusted - with the specified voltage curve (U_V) such is specified that the specified voltage curve (U_V) contributes to the fact that a magnetic force is transmitted to the valve needle (10), which is directed against the spring force and the amount of which corresponds approximately to the amount of the spring force by the current set by means of the specified voltage curve proportionally ional to a reduction in the distance between the armature (20) and the pole body (23).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils umfassend einen elektromagnetischen Aktuator.The invention relates to a method and a device for operating an injection valve comprising an electromagnetic actuator.
Wegen immer strengeren gesetzlichen Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Brennkraftmaschinen ist eine Einspritzgenauigkeit von Einspritzventilen der Brennkraftmaschine von zentraler Bedeutung.Due to ever stricter legal regulations regarding permissible pollutant emissions from internal combustion engines, injection accuracy of injection valves of the internal combustion engine is of central importance.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils und eine korrespondierende Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die dazu beiträgt, dass eine hohe Einspritzgenauigkeit im Betrieb des Einspritzventils erreicht wird.The object on which the invention is based is to provide a method for operating an injection valve and a corresponding device which contributes to achieving high injection accuracy during operation of the injection valve.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Betreiben eines Einspritzventils. Weiterhin zeichnet sich die Erfindung aus durch eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben des Einspritzventils. Das Einspritzventil umfasst einen elektromagnetischen Aktuator und eine von diesem angetriebene Ventilnadel, die in einer Schließposition ein Zumessen von Fluid unterbindet und außerhalb der Schließposition ein Zumessen von Fluid freigibt. Das Einspritzventil umfasst eine Rückstellfeder, die mit der Ventilnadel gekoppelt ist und eine Federkraft auf die Ventilnadel überträgt. Der elektromagnetische Aktuator umfasst eine Spule, einen axial bewegbaren und mit der Ventilnadel koppelbaren Anker und einen Polkörper, der fest mit einem Gehäuse des Einspritzventils gekoppelt ist und der beispielsweise einen axialen Anschlag für den Anker bildet. Für einen Ansteuervorgang für das Zumessen von Fluid wird der elektromagnetische Aktuator mit einem in einem Vergleich zu dem restlichen Ansteuervorgang erhöhten Spannungswert beaufschlagt, bis ein vorgegebener maximaler Stromwert erreicht ist. An den elektromagnetischen Aktuator wird nach Erreichen eines vorgegebenen erwarteten Öffnungszeitpunkts, in dem die Ventilnadel voraussichtlich ihre Schließposition verlässt, ein vorgegebener Spannungsverlauf angelegt, bis zum Erreichen eines vorgegebenen erwarteten Öffnungspositionszeitpunkts, in dem die Ventilnadel voraussichtlich eine vorgegebene Öffnungsposition erreicht. Es wird ein detektierter Öffnungspositionszeitpunkt ermittelt, in dem die Ventilnadel die vorgegebene Öffnungsposition erreicht. Abhängig von dem detektierten Öffnungspositionszeitpunkt wird der vorgegebene Spannungsverlauf für einen weiteren Ansteuervorgang angepasst. Der vorgegebene Spannungsverlauf ist derart vorgegeben, dass der vorgegebene Spannungsverlauf dazu beiträgt, dass eine Magnetkraft, auf die Ventilnadel übertragen wird, die entgegen der Federkraft gerichtet ist und deren Betrag in etwa dem Betrag der Federkraft entspricht, indem der mittels des vorgegebenen Spannungsverlaufs eingestellte Strom proportional zu einer Verkleinerung des Abstands zwischen dem Anker und dem Polkörper gesenkt wird.The invention is distinguished by a method for operating an injection valve. Furthermore, the invention is characterized by a corresponding device for operating the injection valve. The injection valve includes an electromagnetic actuator and a valve needle driven by the latter, which prevents fluid from being metered in a closed position and enables fluid to be metered outside of the closed position. The fuel injector includes a return spring coupled to the valve needle and a spring transmits force to the valve needle. The electromagnetic actuator includes a coil, an axially movable armature that can be coupled to the valve needle, and a pole body that is fixedly coupled to a housing of the injection valve and that forms an axial stop for the armature, for example. For a control process for metering fluid, the electromagnetic actuator is subjected to a voltage value that is increased compared to the remaining control process, until a predetermined maximum current value is reached. After reaching a predetermined expected opening time at which the valve needle is expected to leave its closed position, a predetermined voltage profile is applied to the electromagnetic actuator until a predetermined expected opening position time is reached at which the valve needle is expected to reach a predetermined open position. A detected opening position point in time at which the valve needle reaches the specified opening position is determined. Depending on the detected opening position point in time, the specified voltage curve is adapted for a further control process. The specified voltage curve is specified in such a way that the specified voltage curve contributes to the fact that a magnetic force is transmitted to the valve needle, which is directed counter to the spring force and the amount of which corresponds approximately to the amount of the spring force, in that the current set by means of the predetermined voltage curve is proportional to decrease the distance between the armature and the pole body.
Der vorgegebene Spannungsverlauf wird insbesondere derart eingestellt, dass ein vorgegebener gewünschter Stromverlauf erzeugt wird, insbesondere derart, dass der vorgegebene Stromverlauf hierdurch auf einen jeweiligen vorgegebenen Sollwert gesteuert wird. Gegebenenfalls ist der Strom hierbei eine Regelgröße und die Spannung eine Stellgröße.The specified voltage profile is set in particular in such a way that a specified desired current profile is generated, in particular in such a way that the specified current profile is thereby controlled to a respective predefined desired value. If necessary, the current is a controlled variable and the voltage is a manipulated variable.
Beim Erreichen der vorgegebenen Öffnungsposition kann es zu einem schwingungsartigen Verlauf eines Öffnungshubes der Ventilnadel um die Öffnungsposition kommen, der auch S-shape genannt wird. Je höher eine Geschwindigkeit der Ventilnadel beim Erreichen der vorgegebenen Öffnungsposition ist, desto größer ist der schwingungsartige Verlauf des Öffnungshubes. Der schwingungsartige Verlauf des Öffnungshubes hat einen Einfluss auf eine Einspritzmenge in einem jeweiligen Arbeitszyklus des Einspritzventils. Somit ist je nachdem, wie stark der schwingungsartige Verlauf ausgeprägt ist, die Einspritzmenge relativ ungenau, insbesondere ist die Einspritzmenge abhängig von einer Einspritzzeit in diesem Bereich nicht mehr monoton. Durch das Verfahren zum Betreiben des Einspritzventils wird dazu beigetragen, den schwingungsartigen Verlauf abzuschwächen und somit eine monotone Einspritzmengenkennlinie zu erreichen und hierdurch eine sehr hohe Einspritzgenauigkeit im Betrieb des Einspritzventils zu erreichen. Hierfür wird zunächst der elektromagnetische Aktuator mit einem, in einem Vergleich zu dem restlichen Ansteuervorgang, erhöhten Spannungswert beaufschlagt, so dass das Einspritzventil schnell öffnet. Daraufhin wird durch den vorgegebenen Spannungsverlauf dazu beigetragen, dass die Ventilnadel weiterhin gegebenenfalls nicht beschleunigt wird, sondern gegebenenfalls verlangsamt wird, sodass sie sanft, beziehungsweise relativ sanft, die vorgegebene Öffnungsposition erreicht. Hierdurch kann der schwingungsartige Verlauf des Öffnungshubes abgeschwächt werden, so dass ein sehr genaues und sehr präzises Einspritzvolumen erreicht wird. Indem der detektierte Öffnungspositionszeitpunkt ermittelt wird, kann für weitere Ansteuervorgänge der vorgegebene Spannungsverlauf derart angepasst werden, dass der vorgegebene erwartete Öffnungspositionszeitpunkt sehr genau erreicht wird und/oder die vorgegebene Öffnungsposition sanft und genau erreicht wird, um somit eine sehr genaue und präzise Einspritzung zu ermöglichen. Die vorgegebene Öffnungsposition ist insbesondere eine erwartete Ventilnadel-Endposition, beziehungsweise eine Öffnungsendposition und/oder ein Anschlag. Der vorgegebene erwartete Öffnungspositionszeitpunkt ist somit insbesondere ein erwarteter Ventilnadel-Endpositionszeitpunkt, beziehungsweise ein erwarteter Öffnungsendpositionszeitpunkt und/oder ein erwarteter Anschlagzeitpunkt. Der detektierte Öffnungspositionszeitpunkt ist somit insbesondere ein detektierter Ventilnadel-Endpositionszeitpunkt, beziehungsweise ein detektierter Öffnungsendpositionszeitpunkt und/oder ein detektierter Anschlagzeitpunkt.When the specified opening position is reached, an oscillating course of an opening stroke of the valve needle around the opening position can occur, which is also referred to as an S-shape. The higher the speed of the valve needle when it reaches the predetermined opening position, the greater the oscillation-like course of the opening stroke. The oscillating course of the opening stroke has an influence on an injection quantity in a respective working cycle of the injection valve. Thus, depending on how pronounced the oscillation-like course is, the injected quantity is relatively imprecise, in particular the injected quantity is no longer monotonous as a function of an injection time in this range. The method for operating the injection valve contributes to weakening the oscillation-like curve and thus to achieving a monotonic injection quantity characteristic and thereby achieving a very high injection accuracy during operation of the injection valve. For this purpose, the electromagnetic actuator is first subjected to an increased voltage value in comparison to the remaining control process, so that the injection valve opens quickly. The predetermined voltage curve then contributes to the fact that the valve needle may still not be accelerated, but may be slowed down, so that it gently or relatively gently reaches the predetermined opening position. As a result, the oscillating course of the opening stroke can be weakened, so that a very accurate and very precise injection volume is achieved. By determining the detected opening position time, the specified voltage curve can be adapted for further control processes in such a way that the specified expected opening position time is reached very precisely and/or the specified opening position is reached gently and precisely, in order to enable very precise and precise injection. The specified opening position is in particular an expected valve needle end position, or an opening end position and/or a stop. The predefined expected opening position time is thus in particular an expected valve needle end position time, or an expected opening end position time and/or an expected stop time. The detected opening position time is thus in particular a detected valve needle end position time, or a detected opening end position time and/or a detected stop time.
Der vorgegebene Spannungsverlauf trägt insbesondere dazu bei, dass ein zu erwartender Betrag der Federkraft in etwa dem Betrag der Magnetkraft entspricht.The predetermined voltage curve contributes in particular to the fact that an expected amount of the spring force corresponds approximately to the amount of the magnetic force.
Eine Anziehungskraft des Ankers ist insbesondere umgekehrt proportional zu einem Quadrat von einem Abstand zwischen dem Anker und dem Polkörper, aber proportional zu einem Quadrat von einem Strom in der Spule. Somit kann insbesondere der mittels des vorgegebenen Spannungsverlaufs eingestellte Strom proportional zu einer Verkleinerung des Abstands zwischen dem Anker und dem Polkörper gesenkt werden, so dass in etwa der Betrag der Magnetkraft dem Betrag der Federkraft entspricht.Specifically, an attractive force of the armature is inversely proportional to a square of a distance between the armature and the pole body, but proportional to a square of a current in the coil. Thus, in particular, the current set by means of the predetermined voltage curve can be reduced proportionally to a reduction in the distance between the armature and the pole body, so that the magnitude of the magnetic force corresponds approximately to the magnitude of the spring force.
Hierdurch kann dazu beigetragen werden, dass die Ventilnadel sehr sanft die vorgegebene Öffnungsposition, insbesondere einen Anschlag, erreicht, da die Ventilnadel gegebenenfalls durch den vorgegebenen Spannungsverlauf nicht weiter beschleunigt wird, sondern insbesondere vielmehr durch Reibung und/oder hydraulische Kraft verlangsamt wird. Insbesondere ist der vorgegebene Spannungsverlauf derart vorgegeben, dass kurz vor Erreichen des vorgegebenen erwarteten Öffnungszeitpunkts eine Magnetkraft auf die Ventilnadel übertragen wird, die kleiner oder gleich dem Betrag der Federkraft ist.This can contribute to the valve needle reaching the specified opening position, in particular a stop, very gently, since the valve needle may pass through the predetermined voltage profile is not further accelerated, but in particular is slowed down by friction and/or hydraulic force. In particular, the specified voltage profile is specified in such a way that shortly before the specified expected opening time is reached, a magnetic force is transmitted to the valve needle that is less than or equal to the magnitude of the spring force.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird nach Erreichen des vorgegebenen maximalen Stromwerts bis zum Erreichen des erwarteten Öffnungszeitpunkts der elektromagnetische Aktuator mit einem Neutralwert der Spannung beaufschlagt.According to a further advantageous embodiment, after the predetermined maximum current value has been reached, a neutral value of the voltage is applied to the electromagnetic actuator until the expected opening time is reached.
Der Neutralwert der Spannung entspricht beispielsweise einer Spannung von 0 V. Indem der elektromagnetische Aktuator mit einem Neutralwert der Spannung beaufschlagt wird, wird dazu beigetragen, dass nur eine begrenzte Menge an Energie für eine Hubbewegung der Ventilnadel von dem elektrischen Aktuator erzeugt wird, so dass nicht zu viel Energie auf die Ventilnadel übertragen wird, sodass die Ventilnadel sehr sanft die erwartete Öffnungsposition erreicht, insbesondere dass die Ventilnadel nach Öffnung nicht weiter beschleunigt die erwartete Öffnungsposition erreicht.The neutral value of the voltage corresponds, for example, to a voltage of 0 V. By applying a neutral value of the voltage to the electromagnetic actuator, this contributes to the electric actuator generating only a limited amount of energy for a lifting movement of the valve needle, so that no too much energy is transferred to the valve needle, so that the valve needle reaches the expected opening position very smoothly, in particular that the valve needle does not accelerate further after opening to reach the expected opening position.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird nach Erreichen des erwarteten Öffnungspositionszeitpunkts ein vorgegebener rampenförmiger Stromverlauf mit einer positiven Steigung an den elektromagnetischen Aktuator angelegt.According to a further advantageous embodiment, after the expected opening position time has been reached, a predetermined ramp-shaped current profile with a positive gradient is applied to the electromagnetic actuator.
Insbesondere wird anschließend nach Erreichen eines Schwellenwerts und/oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer ein plateauartiger Stromverlauf an den elektrischen Aktuator angelegt und beispielsweise anschließend ein Schließvorgang eingeleitet.In particular, after a threshold value has been reached and/or after a predetermined period of time has elapsed, a plateau-like current profile is then applied to the electric actuator and, for example, a closing process is then initiated.
Hierdurch kann dazu beigetragen werden, dass die Nadel in der vorgegebenen Öffnungsposition verweilt, trotz beispielsweise eventueller Druckschwankungen.This can contribute to the needle remaining in the specified open position, despite, for example, possible pressure fluctuations.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein detektierter Öffnungszeitpunkt ermittelt und abhängig von dem detektierten Öffnungszeitpunkt der vorgegebene maximale Stromwert für einen weiteren Ansteuervorgang angepasst.According to a further advantageous embodiment, a detected opening time is determined and, depending on the detected opening time, the predefined maximum current value for a further control process is adjusted.
Hierdurch kann insbesondere die Zeitdauer zwischen einem Beginn des Ansteuervorgangs bis zum Erreichen des detektierten Öffnungszeitpunkts eingestellt werden, da durch Anpassung des vorgegebenen maximalen Stromwerts dazu beigetragen werden kann, dass der detektierte Öffnungszeitpunkt in etwa dem erwarteten Öffnungszeitpunkt entspricht. Hierdurch können insbesondere für eine Gruppe von Injektoren einer Brennkraftmaschine eine gleiche Zeitdauer zwischen Beginn des Ansteuervorgangs und Erreichen des detektierten Öffnungszeitpunkts eingestellt werden.In this way, in particular the length of time between the start of the control process and the point at which the detected opening time is reached can be set, since adapting the predefined maximum current value can contribute to the detected opening time approximately corresponding to the expected opening time. In this way, the same time period between the beginning of the control process and reaching the detected opening time can be set, in particular for a group of injectors of an internal combustion engine.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Einspritzventil einen Anker auf, der mit der Ventilnadel koppelbar ist und einen Polkörper, der mit einem Gehäuse des Einspritzventils fest gekoppelt ist. Es wird ein Anschlagwert ermittelt, der repräsentativ ist für eine Anschlagkraft des Ankers auf dem Polkörper in dem detektierten Öffnungspositionszeitpunkts. Abhängig von dem Anschlagwert wird der vorgegebene Spannungsverlauf für den weiteren Ansteuervorgang angepasst.According to a further advantageous embodiment, the injection valve has an armature which can be coupled to the valve needle and a pole body which is fixedly coupled to a housing of the injection valve. A stop value is determined which is representative of a stop force of the armature on the pole body at the detected opening position time. Depending on the stop value, the specified voltage curve is adjusted for the further control process.
Hierdurch kann die Anschlagkraft überprüft werden, die repräsentativ ist für die Stärke des schwingungsartigen Verlaufs des Öffnungshubes. Somit kann hierdurch sehr einfach eingestellt werden, dass die Stärke des schwingungsartigen Verlaufs des Öffnungshubes abgeschwächt wird, so dass ein sehr genaues und sehr präzises Einspritzvolumen erreicht wird.This allows the impact force to be checked, which is representative of the strength of the vibration-like course of the opening stroke. It can thus be set very easily in this way that the strength of the oscillation-like course of the opening stroke is weakened, so that a very accurate and very precise injection volume is achieved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.
Es zeigen:
-
1 ein Einspritzventil, -
2 ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Einspritzventils und -
3A ein Spannungsverlauf im Betrieb des Einspritzventils, -
3B ein Nadellift im Betrieb des Einspritzventils, -
3C eine Einspritzmenge im Betrieb des Einspritzventils.
-
1 an injector, -
2 a flowchart for operating the injector and -
3A a voltage curve during operation of the injection valve, -
3B a needle lift during operation of the injector, -
3C an injection quantity during operation of the injection valve.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified with the same reference symbols throughout the figures.
Das Einspritzventil 1 weist ein Gehäuse 3 auf mit einer Ausnehmung 5. In der Ausnehmung 5 ist eine Ventilnadel 10 angeordnet, wobei die Ventilnadel 10 axial bewegbar in der Ausnehmung 5 angeordnet ist.The
Weiterhin umfasst das Einspritzventil 1 eine Einspritzöffnung 12. In einer Schließposition unterbindet die Ventilnadel 10 ein Zumessen von Fluid durch die Einspritzöffnung 12. Außerhalb der Schließposition gibt die Ventilnadel 10 ein Zumessen von Fluid durch die Einspritzöffnung 12 frei.
Weiterhin umfasst das Einspritzventil 1 eine Rückstellfeder 30, die mit der Ventilnadel 10 gekoppelt ist und die eine Federkraft auf die Ventilnadel 10 überträgt. Insbesondere trägt die Federkraft dazu bei, die Ventilnadel 10 in der Schließposition zu halten.
Das Einspritzventil 1 umfasst weiterhin einen elektromagnetischen Aktuator 15. Der elektromagnetische Aktuator 15 ist dazu ausgebildet, die Ventilnadel 10 anzutreiben. Der elektromagnetische Aktuator 15 umfasst eine Spule 17. Weiterhin umfasst der elektrische Aktuator 15 einen Anker 20. Der Anker 20 ist axial bewegbar in der Ausnehmung 5 angeordnet und mechanisch koppelbar mit der Ventilnadel 10. Insbesondere ist der Anker 20 derart mit der Ventilnadel 10 mechanisch koppelbar, dass der Anker 20 die Ventilnadel 10 aus der Schließposition hebt, bei einer axialen Bewegung des Ankers 20.
Der elektrische Aktuator 15 umfasst weiterhin einen Polkörper 23. Der Polkörper 23 ist fest mit dem Gehäuse 3 gekoppelt. Insbesondere bildet der Polkörper 23 einen axialen Anschlag für den Anker 20.The
In einem Schritt S1 wird das Programm gestartet. In dem Schritt S1 werden beispielsweise Variablen initialisiert.The program is started in a step S1. In step S1, for example, variables are initialized.
In einem Schritt S3 wird der elektromagnetische Aktuator 15 mit einem in einem Vergleich zu dem restlichen Ansteuervorgang erhöhten Spannungswert U_B beaufschlagt, bis ein vorgegebener maximaler Stromwert I_MAX erreicht ist (Siehe
Durch eine derartige Ansteuerung wird der Anker 20 sehr schnell beschleunigt. Durch eine derartige Bewegung des Ankers 20 nimmt der Anker 20 die Ventilnadel 10 mit, sodass diese ihre Schließposition verlässt (Vergleiche
In einem Schritt S5 wird nach Erreichen des vorgegebenen maximalen Stromwerts I_MAX bis zum Erreichen eines vorgegebenen erwarteten ersten Öffnungszeitpunkts in dem die Ventilnadel 10 voraussichtlich ihre Schließposition verlässt, der elektromagnetische Aktuator 15 mit einem Neutralwert U_N der Spannung beaufschlagt. Der Neutralwert U_N entspricht beispielsweise 0 V.In a step S5, a neutral value U_N of the voltage is applied to the
In einem Schritt S7 wird an den elektromagnetische Aktuator 15 nach Erreichen des vorgegebenen erwarteten Öffnungszeitpunkts ein vorgegebener Spannungsverlauf U_V beaufschlagt, bis zum Erreichen eines vorgegebenen erwarteten Öffnungspositionszeitpunkts OPZ, in dem die Ventilnadel 10 voraussichtlich eine vorgegebene Öffnungsposition erreicht.In a step S7, a predetermined voltage curve U_V is applied to the
Der vorgegebene Spannungsverlauf U_V ist insbesondere derart vorgegeben, dass der vorgegebene Spannungsverlauf U_V dazu beiträgt, dass eine Magnetkraft auf die Ventilnadel 10 übertragen wird, die entgegen der Federkraft gerichtet ist und deren Betrag in etwa dem Betrag der Federkraft entspricht.The predetermined voltage curve U_V is particularly predetermined such that the predetermined voltage curve U_V contributes to the fact that a magnetic force is transmitted to the
Hierdurch wird die Ventilnadel 10 gegebenenfalls durch den vorgegebenen Spannungsverlauf U_V nicht weiter beschleunigt, sondern insbesondere vielmehr durch Reibung und/oder hydraulische Kraft verlangsamt, bis sie die vorgegebene Öffnungsposition erreicht (Vergleiche
In einem optionalen Schritt S9 wird nach Erreichen des erwarteten Öffnungspositionszeitpunkts OPZ ein vorgegebener rampenförmiger Stromverlauf I_R mit einer positiven Steigung an den elektromagnetischen Aktuator 15 angelegt.In an optional step S9, after the expected opening position time OPZ has been reached, a predetermined ramp-shaped current profile I_R with a positive slope is applied to the
In einem Schritt S11 wird ein detektierter Öffnungszeitpunkt OZI ermittelt und abhängig von dem detektierten Öffnungszeitpunkt OZI der vorgegebene maximale Stromwert I_MAX für einen weiteren Ansteuervorgang angepasst. Der Schritt S11 kann beispielsweise alternativ parallel zu den Schritten S7, S9 ausgeführt werden.In a step S11, a detected opening time OZI is determined and, depending on the detected opening time OZI, the specified maximum current value I_MAX is adjusted for a further control process. Step S11 can, for example, alternatively be carried out in parallel with steps S7, S9.
In einem Schritt S13 wird ein detektierter Öffnungspositionszeitpunkt OPZI ermittelt, in dem die Ventilnadel 10 die vorgegebene Öffnungsposition erreicht (Siehe
Alternativ oder zusätzlich kann optional einen Anschlagwert ermittelt werden, der repräsentativ ist für eine Anschlagkraft des Ankers 20 auf dem Polkörper 23 in dem detektierten Öffnungspositionszeitpunkt OPZI. Abhängig von dem Anschlagwert kann der vorgegebene Spannungsverlauf U_V für den weiteren Ansteuervorgang angepasst werden.Alternatively or additionally, a stop value can optionally be determined which is representative of a stop force of the
In einem Schritt S15 wird das Programm beendet und kann gegebenenfalls wieder in dem Schritt S1 gestartet werden.The program is ended in a step S15 and can optionally be started again in step S1.
Durch das erläuterte Vorgehen kann dazu beigetragen werden, dass für weitere Ansteuervorgänge der vorgegebene Spannungsverlauf U_V und/oder der vorgegebene maximale Stromwert I_MAX angepasst wird, so dass der vorgegebene erwartete Öffnungszeitpunkt und/oder der vorgegebene erwartete Öffnungspositionszeitpunkt OPZ sehr genau erreicht werden, um somit eine monotone sehr genaue und präzise Einspritzung zu ermöglichen.The procedure explained can contribute to the fact that the specified voltage curve U_V and/or the specified maximum current value I_MAX is adapted for further control processes, so that the specified expected opening time and/or the specified expected opening position time OPZ are reached very precisely, in order to thus to enable monotonous very accurate and precise injection.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Einspritzventilinjector
- 33
- GehäuseHousing
- 55
- Ausnehmungrecess
- 1010
- Ventilnadelvalve needle
- 1515
- elektrischer Aktuatorelectric actuator
- 1717
- SpuleKitchen sink
- 2020
- Ankeranchor
- 2323
- Polkörperpolar body
- 3030
- Rückstellfederreturn spring
- U_BU_B
- erhöhter Spannungswertincreased voltage value
- U_NU.N
- Neutralwert der Spannungneutral value of the voltage
- U_VU_V
- vorgegebener Spannungsverlaufpredetermined voltage curve
- I_RI_R
- rampenförmiger Stromverlauframped current flow
- I_MAXI_MAX
- maximaler Stromwertmaximum current value
- OZIOZI
- detektierter Öffnungszeitpunktdetected opening time
- OPZOPZ
- erwarteter ÖffnungspositionszeitpunktExpected opening position time
- OPZIOPZI
- detektierter Öffnungspositionszeitpunktdetected opening position time
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